Nouveau: le Yocto-RangeFinder

Nouveau: le Yocto-RangeFinder

Nous ajoutons aujourd'hui à notre gamme de capteurs de position un nouveau produit: le Yocto-RangeFinder. Il s'agit d'un capteur hybride à mi-chemin entre le Yocto-Proximity, très bon marché mais assez limité, et un télémètre laser de précision, forcément très cher. Voyons donc ce qu'on peut en attendre...




Le Yocto-RangeFinder a une taille similaire à la plupart de nos capteurs USB, comme le Yocto-Altimeter par exemple: 20mm de large, et 58mm de long et quelques millimètres de haut. A priori on n'imaginerait pas qu'à l'intérieur d'un tel volume puisse se cacher un minuscule capteur de distance laser, capable d'estimer une distance par la mesure du temps mis par le rayon pour être réfléchi vers la source...

Le Yocto-RangeFinder comporte une sorte de minuscule télémètre laser
Le Yocto-RangeFinder comporte une sorte de minuscule télémètre laser



Principe et limitations


Le minuscule capteur ST Microelectronics VL53L0X utilisé par le Yocto-RangeFinder est fait d'un émetteur VCSEL à infrarouge, émettant un rayon à 940nm invisible à l'oeil nu, et d'une grille de détecteurs de photons uniques. C'est impressionnant au vu de la taille et du prix de ce capteur, et malgré qu'on puisse difficilement le différentier d'un simple capteur de proximité, il est effectivement capable de détecter des objets à 1 ou 2 mètres, selon les conditions, et de fournir une bonne estimation de la distance de l'objet le plus proche.

Ce capteur n'est pas pour autant magique, il a quelques limitations:

  • à 50cm du capteur la zone de détection fait 20cm de large
  • la précision maximale est de 3%, à l'intérieur et pour des objets clairs
  • à l'extérieur ou sur des objets foncés, il faut plutôt s'attendre à 6% d'erreur
  • la distance maximale, à l'intérieur et pour des objets clairs, est de 2m
  • à l'extérieur ou sur des objets foncés, la détection est typiquement limitée à 70cm

La partie du module qui porte le capteur proprement-dit peut être déportée à l'aide d'un câble nappe à 4 brins, ce qui facilite l'intégration dans une machine par exemple. Mais si vous comptez protéger le capteur avec une vitre, soyez prudent: la vitre pourrait interférer avec la mesure, ce qui exige une étape de calibration supplémentaire.

Le capteur peut être déporté à distance de l'interface USB
Le capteur peut être déporté à distance de l'interface USB



Calibration


Ce capteur dispose de plusieurs procédures de calibration intégrées pour garder le contrôle sur la précision indépendamment de l'environnement de travail.

Si vous n'utilisez pas de vitre de protection, la seule calibration dont vous devez vous soucier est la calibration pour les changements de température. Le Yocto-RangeFinder possède un capteur de température embarqué, et lorsque votre programme détecte que la température a varié de plus de 8 degrés depuis la dernière calibration, vous n'avez qu'à déclencher la recalibration automatique. Aucune interaction physique n'est nécessaire pour cela.

Si vous utilisez une vitre de protection, il faut effectuer une procédure de calibration plus complète pour compenser la perturbation induite par les reflets du rayon infrarouge émis sur la vitre. Il est important de plaquer le capteur contre la vitre et d'utiliser une fenêtre fine, pour réduire les reflets au maximum, car même une calibration ne peut rendre possible une mesure de qualité si le rapport signal/bruit est trop mauvais. La calibration n'est nécessaire qu'une seule fois lors de la mise en service du capteur, mais elle requiert la présentation de cibles à deux distances déterminées. Vous trouverez plus de détails sur la procédure exacte dans la documentation.

Démonstration


Voici pour conclure un petit exemple qui démontre le fonctionnement de ce capteur, à l'aide d'un Yocto-Color-V2 et d'une bobine de LEDs NeoPixel:

Un programme en Python allume les LEDs en fonction de la distance mesurée
Un programme en Python allume les LEDs en fonction de la distance mesurée



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